UltraGRAIN

UltraGRAIN ermöglicht lokale Anpassung der Kornstruktur, in der additiven Fertigung (AF) von Metallen. Mithilfe der gepulsten Laserschmelzbad-Anregung (pulsed laser melt pool excitation: PLE) steuern wir die Erstarrung während des laserbasierten Directed Energy Deposition (DED-LB) direkt im Schmelzbad. Anstatt das säulenförmige Kornwachstum zu akzeptieren, können nun Korngröße und Textur zone für zone angepasst werden, wo dies für die Leistungsfähigkeit der Bauteile erforderlich ist.

Die Technologie: Pulsed Laser Melt Pool Excitation (PLE)

PLE verwendet einen Nanosekunden-Pulslaser, der in das Schmelzbad oder leicht darüber gerichtet wird. Jeder Puls erzeugt:

Plasmabildung

Stoßwellen im flüssigen Metall

Erhöhte heterogene Keimbildung

Unterbrechung des säulenförmigen Kornwachstums

Wichtige Vorteile:

Vollständig kontaktlos 

Nachrüstlösung für bestehende DED-LB-Systeme

Geometrieunabhängige Energiezufuhr

Flexibilität bei legierungs- und teilespezifischen Parametern

Kompatibel mit digitalen CAD/CAE/AM-Workflows

Industrielle Vorteile

Die Anregung des Schmelzbades durch gepulste Laser verfeinert die Kornstruktur während der additiven Metallfertigung lokal. Stoßwellen im Schmelzbad erzeugen feinere, gleichachsigere Körner, wodurch die Anisotropie verringert und die Ermüdungsbeständigkeit und Zähigkeit verbessert werden. Die kontaktlose Lösung lässt sich in bestehende DED-Systeme integrieren und ermöglicht zuverlässige, produktionsreife Komponenten. 

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Kontakt:

M.Sc. Francesco Bruzzo

Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

Mail: francesco.bruzzo@iws.fraunhofer.de